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汽车排放及控制技术第五章

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汽车排放及控制技术(精)

汽车排放及控制技术(精)


1983~1995
1996~现在
完善发动机技术，改善燃料成分和开发清洁燃料
开始实施低排放和零排放计划
由表1-1可见：汽车排放控制技术措 施是通过改变发动机空燃比、点火时间、 燃烧室温度等来实现的，这些因素与汽 车污染物CO、HC、NOX等生成有何联系？ 下面以CO为例，分析其生成机理和 影响因素。
2CO O2 2CO2
CO H 2O CO2 H 2
汽油机CO排放量：取决于可燃混合气的空燃 比α和过量空气系数Фa 14 .8 浓混合气 空气质量 空燃比 14 .8 理论混合气 燃油质量 14 .8 稀混合气
燃烧1kg燃油实际供给的空气质 量 a 完全燃烧 1kg燃油的化学计量空气质 量
T↑（环境）→空气ρ ↓→汽油ρ 不变→α↓ →变浓→CO ↑
2、大气压力的影响
海拔H ↑→大气压力↓→空气ρ ↓→汽油ρ 不变→α↓ →变浓→CO ↑
3、进气管真空度的影响
汽车急剧减速↓→发动机真空度达68KPa以上
→燃料急剧进入↑→α ↓→变浓→CO↑
4、怠速转速的影响 怠速转速↑→ CO↓ 5、发动机工况的影响 负荷一定时：n↑→CO ↓ 到达一定车速后，变化不大。
人 类 活 动
汽车尾气 工厂烟囱排出的滚滚浓烟
大气污染主要表现
温室效应 臭氧层的损耗与破坏 酸雨蔓延

温室效应
目前环境污染问题大部分是因使 用化石燃料引起的。有二氧化碳等造 成的温室效应以及二氧化硫及氮氧化 物等造成的酸雨正在全球范围内破环 人类赖以生存的生态环境。 温室效应： 燃烧化石燃料产生 的二氧化碳气体使地表辐射的热量留 在了大气层内，起到类似暖房的玻璃 罩或塑料大棚的作用，提高了地球表 面的温度。温室效应会导致： 地球气温上升 地球两极冰块融化，海洋水位上升 四季气候变化失衡
汽车排放及控制技术(第2版)

汽车排放及控制技术(第2版)

汽车排放及控制技术（第2）第一章绪论第一节环境污染与保护第二节汽车排放污染物及危害一、一氧化碳二、碳氢化合物三、氮氧化物四、光化学烟雾五、微粒第三节汽车排放控制技术的发展过程第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素第一节一氧化碳一、一氧化碳的生成机理二、影响一氧化碳生成的因素第二节碳氢化合物一、碳氢化合物的生成机理二、影响碳氢化合物生成的因素第三节氮氧化物一、氮氧化物的生成机理二、影响氮氧化物生成的因素第四节微粒一、微粒的生成机理二、影响微粒生成的因素第五节其他排放污染物第三章汽车发动机的排放特性第一节发动机的稳态排放特性一、汽油机的稳态排放特性二、柴油机的稳态排放特性第二节发动机的瞬态排放特性一、汽油机的瞬态排放特性二、柴油机的瞬态排放特性第四章汽油机机内净化技术第一节概述一、汽油机的燃烧过程二、汽油机主要排放物三、汽油机的主要机内净化技术第二节汽油喷射电控系统一、典型汽油喷射电控系统二、喷油控制三、点火系统的控制四、怠速转速控制五、缸内直接喷射技术第三节低排放燃烧系统一、稀薄燃烧系统二、分层燃烧系统三、高压缩比燃烧系统第四节废气再循环技术一、工作原理二、废气再循环对汽油机净化与性能的影响第五节增压技术一、增压原理二、涡轮增压技术三、增压对汽油机净化与性能的影响第六节汽油机均质压燃技术一、均质混合气的形成二、燃烧特性三、均质压燃汽油机的排放性能第七节可变气门正时技术一、可变气门正时技术种类及原理二、可变气门正时对汽油机净化与性能的影响第八节多气门技术一、气流组织二、多气门对汽油机净化与性能的影响第五章柴油机机内净化技术第一节概述一、柴油机的燃烧过程二、柴油机的主要排放污染物三、柴油机的主要机内净化技术第二节低排放燃烧系统一、非直喷式燃烧系统二、直喷式燃烧系统第三节低排放柴浦喷射系统一、喷油压力二、喷油规律三、喷油时刻……第七章柴油机后处理净化技术第八章燃料与排放第九章汽车排放污染物净化方案及新能源汽车技术第十章汽车排放测试第十一章排放标准。

汽车排放及控制技术知识点汇总修订版

汽车排放及控制技术知识点汇总修订版

论述CO的生成机理和影响因素生成机理影响因素燃油在气缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物1. 进气温度的影响2. 大气压力的影响3. 进气管真空度的影响4. 怠速转速的影响5. 发动机工况的影响论述车用汽油机和车用柴油机未燃HC的生成机理和影响因素 生成途径生成机理影响因素汽油机1. 气缸内未燃或者未然充分的碳氢燃料；2. 漏入曲轴箱的大量未燃燃料；3. 蒸发燃油蒸汽。

主要由壁面淬冷、狭隙效应、润滑油的吸附和解析、燃烧室内沉积物的影响、体积淬熄及碳氢化合物的后期氧化所致。

混合气越均匀，越接近理论空燃比，HC排放越低，适当减小点火提前角，减小燃烧室面容比，升高壁温，升高转速，HC排放量降低，此外空燃比转速不变，负荷变化对HC排放浓度几乎无影响；柴油机缸内燃烧产生除狭隙效应生成机理同上，HC排放少增大喷油提前角，提高冷却液温度，提高进气密度，减小喷孔面积，HC排放降低论述NOX的生成机理和影响因素生成途径生成机理影响因素NO 大部分在已燃气体稀混合气与温度呈正相关，浓混合气与O2呈正相关，总之温度升高，氧浓度越高，反应时间增加，NO排放增加汽油机混合气越浓，温度越低，残余废气系数越高，减小点火提前角，排气降低柴油机1．喷油提前角减小，燃烧推迟，温度降低，排放降低；2．负荷增大，混合气平均空燃比减小，最高温度和压力升高，排放升高，当负荷太高是反而下降，因为缺氧；3．燃烧规律：推迟燃烧始点，降低初始燃烧温度NO2低温抑制NO2向NO转化，NO2含量升高；小负荷和长期怠速NO2浓度升高多气门技术优点1. 扩大进排气门的总流通面积，增大进排气量，降低泵气损失，使燃烧更彻底，功率更高2. 可实现关闭部分通道，形成与汽油机转速相适应的进气滚流强度，拓宽了汽油机的高效工作转速范围3. 气门增多，则气门变小变轻，更快的开关，增大了气门开启的时间断面值，并使相邻气门之间的浪费燃烧室面积减小，增大表面积利用率4. 进排气重叠角减小，降低了小负荷工况时的排放，多气门排气阻力小，进气量大，扫除缸内废气效果提升汽油机机内净化的主要措施1. 大力推广汽油喷射电控系统2. 改善点火系统3. 积极开发分层充气及均质稀燃的新型燃烧系统4. 选用结构紧凑和面容比较小的燃烧室，缩短燃烧室狭缝长度，提高壁温5. 采用废气再循环控制6. 采用增压技术7. 采用可变气门正时技术均质压燃的优缺点优点：采用均质燃烧混合气，保持了原汽油机比功率高的特点；节流损失较小且压缩比高，采用多点同时着火的燃烧方式使得能量释放率高，接近于理想的等容燃烧，效率较高，改善了部分负荷下的燃油经济性。

汽车排放及控制技术知识点汇总

汽车排放及控制技术知识点汇总

汽车排放及控制技术知识点汇总第一章绪论一名词解释和填空题1)大气污染：随着人类社会发展，人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，当他们呈现足够的浓度，达到足够的时间，就可能危害到人体的舒适和健康，危害到生态环境的平衡2)大气污染的一般分类：局部污染、区域性污染、全球污染3)大气污染源分为天然污染源和人为污染源。

4)汽车排放的主要污染物有CO、NO X、HC、光化学烟雾、微粒二、论述汽车排放污染物的种类、特点和危害1)一氧化碳：无色无臭，有毒气体；使血液输氧能力降低2)碳氢化合物：包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物；饱和烃危害不大，不饱和烃危害很大3)氮氧化物：是NO和NO2的总称，百分之九十五为NO；NO 无色无味，毒性不大，NO2是红棕色气体，对呼吸道强烈刺激，产生酸雨、烟雾。

4)光化学烟雾：是排入大气氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝的烟雾，包含：臭氧、醛类、硝酸酯类；刺激眼睛和上呼吸到粘膜5)微粒：微粒越小，越不容易沉积，越容易深入肺部；其次物化活性越高，加剧了生理效应的发生和发展。

第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素一名词解释和填空题1)可燃混合气均匀，CO排量几乎取决于可燃混合气的空燃比或过量空气系数2)柴油机φa大，CO排放比汽油机低，由于柴油与空气混合不均匀，燃烧空间总存在局部缺氧和低温的地方，低负荷尽管φa很大，CO排放量反而上升。

3)影响CO生成的因素中：进气温度、进气管真空度升高，CO排放量升高；大气压力、怠速转速升高，CO排放量降低。

4)淬熄层：火焰接近气缸壁，缸壁附近混合气温度低，使气缸壁薄薄的边界层内的温度降低到混合气自燃温度以下，导致火焰熄灭，边界层的混合气未燃烧或未完全燃烧直接进入排气形成未燃HC，此边界层成为淬熄层5)体积淬熄：发动机在在某些工况下，火焰前峰面到达燃烧室壁面之前，由于燃烧室压力和温度下降太快，可能使火焰熄灭6)排气管HC氧化的条件：管内有足够的氧气、排气温度高于600度、停留时间大于50ms7)汽油机HC生成区主要在缸壁四周，排放峰值主要是排气门刚打开和排气过程结束8)绝热温度：混合气燃烧释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的最高燃烧温度9)柴油机微粒包括白烟、蓝烟、黑烟。

汽车排放及控制技术试题答案

汽车排放及控制技术试题答案

一、填空题1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。

2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。

3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。

4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。

5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是 位置控制_ 系统，第二代是_ 时间控制__系统，第三代是 电控高压共轨 系统。

6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。

7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。

8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。

9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_ 汽油喷射的位置_。

10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_ 0.01~0.02__。

12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。

13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。

14、排气成分分析中，CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量，NO 用_ 化学发光分析仪_测量，HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用 顺磁分析仪_测量。

15、烟度的测量方法主要有两类： 滤纸法__和 消光度法__。

16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。

5第五章 汽车排放(EGR)与巡航电控(CCS)技术

5第五章 汽车排放(EGR)与巡航电控(CCS)技术

氧化锆式氧传感器有加热型与非加热型两种。非加热型氧传感器的线束插头只有一个或 两个接线端子。中高档轿车大都采用加热型氧传感器，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线束插头有三个或四个接线端子。
第二节 空燃比反馈控制（AFC）系统
（二）氧化锆式氧传感器的工作原理 氧化锆式氧传感器的固体电解质普遍使用ZrO2，其工作原理如图5-4所示。因为锆管内 侧与氧离子浓度高的大气相通，外侧与氧离子浓度低的排气相通，且锆管外侧的氧离子随可 燃混合气浓度变化而变化，所以当氧离子在锆管中扩散时，锆管内外表面之间的电位差将随 可燃混合气浓度变化而变化，即锆管相当于一个氧浓差电池，传感器的信号源相当于一个可 变电源。
汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2）式 两种类型，氧化锆式又分为加热型与非加热型氧传感器两种，氧化钛式一般都为加热型传感 器。由于实用的氧化钛式氧传感器价格便宜，且不易受硅离子的腐蚀，因此越来越多的汽车 采用氧化钛式氧传感器。
第二节 空燃比反馈控制（AFC）系统
图5-5 氧化锆式氧传感器输出特性 1-传感器的电动势；2-一氧化碳（CO）浓度；3-无铂电极时的电动势；4-氧离子浓度
第二节 空燃比反馈控制（AFC）系统
当供给发动机的可燃混合气较稀（即空燃比λ>14.7或过量空气系数α>1）时，排气中 氧离子含量较多，CO浓度较小，即使CO全部都与氧离子产生化学反应，锆管外表面上还是 有较多的氧离子存在。因此，锆管内、外表面之间氧离子的浓度差较小，两个铂电极之间的 电位差较低，约0.1V。
第一节 汽车排放物的控制对策
第一节 汽车排放物的控制对策
人类在减少汽车有害物质排放方面，已经做出很大贡献。目前，已经研制出了检测有害 气体的NOx浓度传感器、HC浓度传感器等，以便对其进行有效控制。前述汽油机燃油喷射 电控（EFI）系统、微机控制点火（MCI）系统、爆燃控制系统（EDCS）、发动机怠速控制 系统（ISCS）、断油控制系统（SFIS）以及柴油机高压共轨式喷油系统（CRS）等不仅能够 提高发动机的动力性、经济性与工作稳定性，而且还能提高排放性能，对排气污染的控制也 都起到了重要作用。因此，燃油喷射控制、点火提前角控制及高压共轨等电控技术，亦可归 于汽车排放控制技术范畴。除此之外，汽车上还采用了其他专门控制汽车排放的装置。这些 控制装置种类较多，按控制方式不同，可分为机内净化、机外净化和污染源封闭循环净化三 类。
汽车排放及控制技术第二版课程设计

汽车排放及控制技术第二版课程设计

汽车排放及控制技术第二版课程设计1. 简介汽车的大量使用带来了环境污染问题，其中最主要的问题是汽车尾气排放。

在汽车技术领域，近年来出现了很多新技术和新材料，可以在一定程度上降低汽车尾气的排放量。

本课程设计旨在介绍汽车尾气排放的性质、成分、来源以及对环境和人体健康造成的危害；同时介绍现有的汽车排放控制技术及其优缺点，以及最新的发展趋势。

2. 知识点本课程设计的知识点包括但不限于以下内容：•汽车尾气的成分，包括臭氧、二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、颗粒物等；•汽车尾气的主要来源，如引擎燃烧，制动系统，轮胎磨损等；•汽车尾气的危害，包括对人体健康的影响，如呼吸系统疾病、心血管疾病、神经系统疾病等；对环境的影响，如臭氧层破坏、酸雨等；•汽车尾气排放控制技术，包括三元催化转化器、颗粒捕集器、氢燃料电池等；•排放控制技术的优缺点，如成本、效率、耐久性等；•最新的汽车排放控制技术的发展趋势和展望。

3. 课程安排本课程设计的学习时间为两周，每周安排三节课，每节课60分钟。

课程安排如下：第一周第一节课：汽车尾气成分及来源•内容：介绍汽车尾气的成分及来源；•形式：讲解PPT；•教学重点：汽车尾气的成分和来源。

第二节课：汽车尾气对人体和环境的危害•内容：介绍汽车尾气对人体和环境的危害；•形式：PPT讲解+Socratic讨论；•教学重点：汽车尾气对人体和环境的危害。

第三节课：汽车排放控制技术•内容：介绍汽车排放控制技术，包括三元催化转化器、颗粒捕集器、氢燃料电池等；•形式：PPT讲解；•教学重点：汽车排放控制技术的种类和原理。

第二周第四节课：排放控制技术的优缺点•内容：介绍排放控制技术的优缺点，如成本、效率、耐久性等；•形式：案例分析；•教学重点：排放控制技术的优缺点及应用。

第五节课：最新汽车排放控制技术的发展•内容：介绍最新的汽车排放控制技术的发展趋势和展望；•形式：PPT讲解；•教学重点：最新的汽车排放控制技术的发展趋势。

《现代汽车排放与控制技术》第五章 汽油机排放控制技术

《现代汽车排放与控制技术》第五章 汽油机排放控制技术


为了防止曲轴箱排放物的危害，世界各国的车用汽 油机从20世纪60年代起先后采用曲轴箱强制通风装置或 称闭式曲轴箱通风装置(Positive Crankcase Ventilation，缩写PCV)，如图所示。它比开式曲轴箱 通风装置多一个空气滤清器连接管2。新鲜空气由空气 滤清器进入曲轴箱，与窜气混合后，经PCV阀进入进气 管，与空气或油气混合气一起被吸入气缸燃烧掉。
（2）各部分混合气在投入燃烧前的状态不同，燃烧后 的压缩也不同，因此燃烧结束时，气缸内压力均匀，但温 度分布不均匀。
（3）由于火焰传播燃烧所引起的压缩-膨胀作用，会引 起气流运动，这使得火焰传播速度产生先加速后减速的倾 向。
5.1.2 影响汽油机燃烧的因素 根据汽油的燃烧分析，说明汽油机的设计和运行参
图5-11 电子控制燃油喷射系统 1-输油泵；2-燃油滤清器；3-油箱；4分油管(油轨)；5-油压调节器； 6-电子控制单元(ECU)；7-电磁喷油器；8-冷起动电磁喷油器； 9-怠速转速调节螺钉；10-节气门控制器；11-节气门；12-进气流量感应板； 13-控制继电器组；14—氧传感器；15-水温传感器；16-温度时间继电器； 17-分电器；18-冷起动空气补偿器；19-怠速混合气调节螺钉；20-蓄电池；21-起动开关
发动机总排气量的0.5％～1.0％。如果这些窜入的混合气
不被排除，还会稀释曲轴箱内的机油，使机油变质造成发
动机机件过早磨损。
气缸的窜气会使发动机曲轴箱内产生压力。为防止 曲轴箱压力过高，早期内燃机一般都通过机油加油口处 使曲轴箱与大气相通，进行“呼吸”，这就是开式曲轴
箱通风系统。如图所示。
图5-5 开式曲轴箱通风装置简图 a)连接管 b)可变量孔 c)PCV阀 1-新鲜空气入口；2-进气歧管连接管；3-窜缸气体； 4-流动控制阀
汽车排放及控制技术

汽车排放及控制技术

汽车排放及控制技术课程论文课程名称汽油机尾气排放技术的改进学生姓名马攀学号1241103019 系、年级专业机械与能源工程系2012级车辆工程专业指导教师伏军2015 年1 月1 日目录第1章绪论 (1)1.1环境污染与保护 (2)1.2汽车排放污染物和危害 (3)第2章汽油机燃烧过程及主要排放物 (4)2.1汽油机的燃烧过程 (4)2.2汽油机的主要排放物 (4)第3章汽油机节尾气处理措施及改进 (5)第4章结果分析与讨论 (8)第5章结论 (10)致谢 (11)参考文献 (11)附录 (12)汽油机尾气排放技术的改进摘要：本文分析了车用汽油机常用排放控制技术，主要从机前净化技术、机内净化技术和机外处理技术对当前汽车采用的各种技术原理、应用现状进行了分析，同时对各项技术的优缺点及应用前景进行了比较，并阐述了当前排放处理中存在的问题，对今后技术的发展提出了建议。

关键词：汽油机、机前净化、机内净化、机外处理Abstract：Commonly used automotive gasoline engine emission control technology are analyzed in this paper, mainly from the machine before purification technology, the purification technology and the conversion processing technology to the current car USES various technical principle, application status are analyzed, at the same time the advantages and disadvantages of each technology and application prospects were compared, and expounds the problems existing in the current discharge processing, the development of the technology in the future are proposed.Key words: Gasoline engine、pre-purification technology、in-engine purification 正文：第一章绪论汽车是人类重要的佳通工具之一，其增长率超过人口增长率，而且还在不断增加。

第五章 汽车排放标准和排放试验

第五章 汽车排放标准和排放试验

gb38472005车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法gb182852005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法双怠速法及简易工况法gb1835232005轻型汽车污染物排放限值及测量方法中国阶段gb176912005车用压燃式气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法中国阶段gb113402005装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限制及测量方法gb147632005装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限制及测量方法车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法一组成部分为单独进行发动机型式核准的压燃式发动机排气烟度排放控制要求在用汽车的排气烟度排放控制要求二测试内容与方法在用车加载减速试验的不透光烟度点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法双怠速法及简易工况法怠速工况
申报的控制范围内。
Ⅲ型试验（曲轴箱污染物排放试验）
除装压燃式发动机的汽车外，所有汽车都必须进行 此项试验。 对于两用燃料车，仅对燃用汽油进行此项试验。 对于单一气体燃料车，仅对燃用气体燃料进行此项 试验。 进行Ⅲ型试验时，发动机曲轴箱通风系统不允许有 任何曲轴箱污染物排入大气。
Ⅳ型试验（蒸发污染物排放试验）
车用压燃式发动机和压燃式发动 机汽车排气烟度排放限Байду номын сангаас及测量方法
一、组成部分
压燃式发动机排气烟度排放控制要求 型式核准已批准的压燃式发动机排气烟度排放控制要求 为单独进行发动机型式核准的压燃式发动机排气烟度排放控 制要求 在用汽车的排气烟度排放控制要求
二、测试内容与方法
全负荷稳定转速试验的不透光烟度 自由加速试验的不透光烟度（新车、在用车） 在用车加载减速试验的不透光烟度
第五章 汽车排放标准与排放试验
汽车排放与控制第1章概述

汽车排放与控制第1章概述

大的白色烟雾（有时带紫色、黄褐色或浅蓝色），一般 称为光化学烟雾，即二次有害排放物。
（6）硫化物
硫氧化物的主要成分为二氧化硫（SO2）。 当汽车使用催化净化装置时，少量的SO2会逐渐在催 化剂表面堆积，造成所谓催化剂中毒，不但危害催 化剂的使用寿命，还危害身体健康， SO2还是造成酸雨的主要物质。
（2）微粒排放物的浓度单位。微粒浓度一般以mg/m3、
mg/L、μg/m3、mg/kW· h、mg/km、g/kg、mg/kg等为单 位来表示。
（3）排放烟度计量单位。排放烟度一般采用波许烟度单
位（BSU或RB）或哈特里奇烟度单位（HSU）来计量。 （4）排放物的质量单位。排放量计量单位常用g/km、 g/h、g/次等来表示，其中“次”是按某一规定的试验程序 进行的一次试验。这些单位常用来对汽车发动机运行时的 排放性能进行监测。 比排放量计量单位用g/kW· h表示，通常用来对重型车用 发动机和工程机械用柴油机的排放进行计量。
污染物。
2. 表现特征
由于日光照射情况不同,光化学烟雾除显淡蓝色外,有时 带紫色,有时带褐色光化学烟雾能在空气中远距离传播。 烟雾弥漫，大气能见度降低，交通事故格外地多。 它一般发生在大气相湿度较低、气温为２４～３２℃ 的夏秋季晴天，污染高峰出现在中午或稍后交通繁忙时 刻。
光化学烟雾是一种循环过程， 白天生成， 傍晚消失。
• 在按最少的有害排放物排放条件选择发动机时，可
采用比排放量；
• 在评定废气净化措施的效果时，可采用有害排放物 浓度或质量排放量。
当一氧化碳血红素占到人体总血红素的20%时，就会使 人感到头痛、头晕，出现中毒现象；占到人体总血红素的 60～65%时，就会导致人体的死亡。 大气中过高的一氧化碳含量对于人体的危害很大，当一 氧化碳含量达到百万分之十时，人长期生活在这种环境下 就会慢性中毒。

第五章汽车公害及防治


2、碳氢化合物
汽车排放中的HC是各种没有燃烧和没有完全燃烧的碳氢化合 物的总称。发动机内混合气燃烧时，由于低温缸壁的激冷作用和 燃烧室缝隙效应，缸壁低温区附近的那层气体(0.05mm～0.38mm) 和小于1mm内缝隙的空隙混合气，火焰不能传播，从而使这些混合 气中的HC随废气排出，这是HC排放的主要来源。
三、汽车噪声的控制
1、选择合适的燃油 2、保持发动机具有良好的技术状况 保持运动件配合、传动正常 保持合适的点火提前角或供油提前角 保持冷却系风扇状况良好 保持润滑系技术状况良好 3、保持底盘具有良好的技术状况 保持传动系技术状况良好 保持行驶系技术状况良好 保持制动器技术状况良好 4、保持车体具有良好的密封性
三、汽车噪声监测及标准
噪声的度量
➢声压和声压级
声压是指声波作用于大气使大气压强发生变动的变动量，
单位为Mpa，为表示声音强弱的客观度量指标。
为方便描述声音强弱，引入声压级。
LP
20 lg
p p0
Lp为声压级，单位为dB, p为实际声压，单位为Pa。
§3-1 汽车排放公害及防治
一、汽车排放污染物的形成及危害
1、一氧化碳
汽车排放中的CO是燃料不完全燃烧的产物。当发动机混合气过 浓或燃烧质量不佳时，燃料不能充分燃烧而生成CO；此外，若燃烧 后的温度很高，也会使正常燃烧情况下形成的少量CO2分解成CO和O2。
CO是一种无色无味的有毒气体，它进入人体后极易与血液中的 血红蛋白结合。CO与血红蛋白的亲合力是氧的300倍，因此，CO可使 血液携带氧的能力降低而引起缺氧。CO被人体大量吸入后会使人感 觉恶心、头晕及疲劳，严重时会使人窒息死亡。
二、汽车噪声来源
汽车在运行过程中受到发动机、传动系统的影响以 及来自路面的冲击，所有的零部件都会产生振动和噪 声，实际上汽车是一个包括各种不同性质噪声的复杂 噪声源。 1、发动机噪声 燃烧噪声、机械噪声、进、排气噪声、冷却风扇噪声 2、传动系统噪声 变速器噪声、传动轴噪声、驱动桥噪声 3、轮胎噪声 轮胎花纹噪声、道路噪声、轮胎振动噪声、空气噪声 4、车身噪声

汽车排放污染及控制

第4章 车用汽油机机内净化 章
喷油控制 反馈控制
SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY 在排气管上加装氧传感器，根据 排气管中氧的含量，测定进入发 动机燃烧室混合气的空燃比值， 并输入给ECU。ECU将此信号与 ECU ECU 设定的目标空燃比值进行比较， 不断修正喷油量，使空燃比保持 在设定目标值附近。
1. 喷油时刻的控制
对于多点喷射发动机，ECU以曲轴转角传感器的信号为依据 进行喷油时刻的控制，使各缸喷油器能在设定的时刻喷油。 喷油时刻控制方式有三种：同时喷射、分组喷射和顺序 喷射。
2. 喷油量的控制
喷油量的控制，其目的是使发动机燃烧混合气的空 燃比符合各工况的需要。
第4章 车用汽油机机内净化 章
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第4章 车用汽油机机内净化
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4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
第4章 车用汽油机机内净化 章
冷起动及暖机阶段排放控制 喷油控制对排放的影响
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为了减小汽油喷射发动机冷起动和暖机 阶段排放， 阶段排放 ，要对开环控制的空燃比进行精确 的标定，不要过量供给燃油。 的标定，不要过量供给燃油。 冷起动阶段： 冷起动阶段：混合气浓度一般要低于化 油器式发动机。 油器式发动机。 暖机阶段：不要提供太浓的混合气。 暖机阶段：不要提供太浓的混合气。

汽车排放与噪声控制技术作业指导书

汽车排放与噪声控制技术作业指导书第1章汽车排放与噪声控制概述 (3)1.1 汽车排放污染及危害 (3)1.2 汽车噪声污染及危害 (4)1.3 汽车排放与噪声控制的意义 (4)第2章汽油机排放污染物机理 (4)2.1 污染物过程 (4)2.1.1 燃烧室内化学反应 (4)2.1.2 排气系统内化学反应 (4)2.2 影响排放污染物的因素 (5)2.2.1 燃油品质 (5)2.2.2 燃烧过程 (5)2.2.3 发动机工况 (5)2.2.4 排气系统设计 (5)2.3 降低汽油机排放污染的措施 (5)2.3.1 优化燃油品质 (5)2.3.2 改进燃烧过程 (5)2.3.3 控制发动机工况 (5)2.3.4 采用排气后处理技术 (5)2.3.5 提高发动机热效率 (5)2.3.6 加强维护与管理 (6)第3章柴油机排放污染物机理 (6)3.1 柴油机排放污染特点 (6)3.2 污染物过程 (6)3.3 影响排放污染物的因素 (6)3.4 降低柴油机排放污染的措施 (7)第4章汽车噪声产生与传播机理 (7)4.1 汽车噪声来源与分类 (7)4.1.1 发动机噪声 (7)4.1.2 轮胎噪声 (7)4.1.3 车身结构噪声 (7)4.1.4 空气动力学噪声 (7)4.1.5 电子设备噪声 (8)4.2 噪声传播过程 (8)4.2.1 声波传播基本原理 (8)4.2.2 汽车噪声传播途径 (8)4.3 影响汽车噪声特性的因素 (8)4.3.1 发动机参数 (8)4.3.2 车身结构 (8)4.3.3 轮胎特性 (8)4.3.4 气象条件 (8)4.3.5 路面状况 (8)第5章汽车排放控制系统 (8)5.1 汽油机排放控制系统 (8)5.1.1 废气再循环（EGR）系统 (8)5.1.2 三元催化转化器（TWC） (9)5.1.3 燃油蒸发排放控制系统（EVAP） (9)5.1.4 空气喷射系统 (9)5.2 柴油机排放控制系统 (9)5.2.1 柴油机氧化催化器（DOC） (9)5.2.2 柴油机颗粒过滤器（DPF） (9)5.2.3 废气再循环（EGR）系统 (9)5.2.4 选择性催化还原（SCR）技术 (9)5.3 新能源汽车排放控制技术 (9)5.3.1 电动汽车排放控制 (9)5.3.2 氢燃料电池汽车排放控制 (9)5.3.3 插电式混合动力汽车排放控制 (10)5.3.4 燃料电池汽车排放控制 (10)第6章汽车噪声控制技术 (10)6.1 噪声源控制技术 (10)6.1.1 发动机噪声控制 (10)6.1.2 轮胎噪声控制 (10)6.1.3 车身结构噪声控制 (10)6.2 传播途径控制技术 (10)6.2.1 隔声技术 (10)6.2.2 吸声技术 (11)6.3 接收者保护技术 (11)6.3.1 车内噪声控制 (11)6.3.2 车外噪声控制 (11)第7章汽车排放与噪声检测技术 (11)7.1 排放检测技术 (11)7.1.1 尾气排放检测 (11)7.1.2 汽油车排放检测 (11)7.1.3 柴油车排放检测 (12)7.2 噪声检测技术 (12)7.2.1 噪声源识别 (12)7.2.2 噪声检测方法 (12)7.2.3 噪声检测标准 (12)7.3 检测设备与标准 (12)7.3.1 排放检测设备 (12)7.3.2 噪声检测设备 (12)7.3.3 检测标准 (12)第8章汽车排放与噪声控制法规及政策 (12)8.1 我国相关法规及政策 (12)8.1.1 汽车排放法规 (12)8.1.3 政策措施 (13)8.2 国际相关法规及政策 (13)8.2.1 欧洲法规 (13)8.2.2 美国法规 (13)8.2.3 其他国家和地区 (13)8.3 法规及政策发展趋势 (13)8.3.1 法规日益严格 (13)8.3.2 推动新能源汽车发展 (13)8.3.3 加强国际合作 (13)8.3.4 创新技术和管理手段 (14)第9章汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.1 传统汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.1.1 排放控制技术 (14)9.1.2 噪声控制技术 (14)9.2 新能源汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.2.1 排放控制技术 (14)9.2.2 噪声控制技术 (14)9.3 汽车排放与噪声控制技术的发展趋势 (15)第10章汽车排放与噪声控制实训操作 (15)10.1 实训操作规范与要求 (15)10.2 排放检测实训操作 (15)10.3 噪声检测实训操作 (16)10.4 汽车排放与噪声控制实训案例分析 (16)第1章汽车排放与噪声控制概述1.1 汽车排放污染及危害汽车作为现代交通工具，在为人们提供便捷出行的同时也带来了严重的排放污染问题。

汽车节能减排技术 第五章 汽车排放污染物及控制技术


二、汽车排放污染物的生成机理及影响因素
1.汽车排放污染物的生成机理
（2）THC的生成。THC是燃料没有完全燃烧的中间产物和部分被分解的产物的 混合物。发动机在任何工况下运转时，排气中总含有一定量的THC，且汽油机 远大于柴油机。THC的生成受发动机混合气过浓、过稀或雾化不良，点火能量 低或点火过迟，火焰难以传播到低温缸壁等因素影响。
发动机缸内混合气通过火焰传播而燃烧，由于低温缸壁的冷却作用，火焰 传播到紧靠缸壁的气体层，使该层混合气中的THC随废气排出。为提高发动机 最大功率，通常使其在空燃比小于14.7的情况下工作，低负荷时缸内残余气体 较多，为了不使燃烧速度过低，需要供给浓混合气，这些情况都会因空气不足 导致燃烧不完全；此外，缸内混合气过浓或过稀、燃料雾化不良或混入废气过 多时，都可能产生灭火或半灭火状态，使部分未燃燃料（THC）排出。
1.汽车排放污染物的生成机理
（1）CO的生成。CO是燃烧过程中碳氢燃料的中间产物的不完全燃烧。对于汽 油机，若空气量充足，理论上不会产生CO；但实际工作过程中，排气中都存在 0.01%~0.5%的CO，原因是汽油机燃烧室内的部分区域存在空燃比小于14.7的 过浓区，部分未燃碳氢化合物在排气过程中发生不完全燃烧；温度低或滞留时 间短等，燃烧未能完全进行；若燃烧后的温度很高，会使正常燃烧情况下生成 的CO2分解为CO和O2。对于柴油机，在喷注贫油火焰区，由于氧浓度和燃气温 度合适，CO只作为中间化合物而生成，在喷注核心和壁面附近，CO的形成速 率很高，其消失速率主要取决氧化的局部浓度、混合、燃气局部温度以及有效 的氧化时间，在贫油火焰外围区边界附近生成的CO，取决于空燃比。小负荷时， CO排放较高，因为燃气温度低而且氧化反应少；负荷或空燃比增加时，燃气温 度增加，CO排放较少；当空燃比超过一定界限时，不管燃气温度是否增加，由 于氧化物浓度低和反应时间短，随负荷增加，CO排放增加。
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２. 预燃室式燃烧室 预燃室式燃烧室的结构如图５-２ 所示。
二、直喷式燃烧系统 直喷式燃烧系统的燃烧室相对集中，只在活塞顶上设置一个单独的凹坑，燃油 直接喷入其内，凹坑与汽缸盖和活塞顶间的容积共同组成燃烧室。 常见的有 代表性的结构见图５-３ 所示。
为了降低柴油机的排放，燃油喷射系统的改进是关键。 低排放燃烧系 统应该满足以下要求: (１)各种工况下都应有较高的喷油压力，以得到足够高的燃油流出的初 速度，使燃油粒度细化以提高雾化质量并加快燃烧速度，从而改善排放 性能。 (２)优化喷油规律，实现每循环多次喷射。 (３)每循环的喷油量能适应各种工况的实际需要。 (４)各种不同工况有合理的喷油正时，实现柴油机动力性、经济性和排
三、喷油时刻 喷油定时是间接地通过滞燃期来影响发动机性能的。 喷油提前角过大，则燃
料在柴油机的压缩行程中燃烧的数量就多，不仅增加压缩负功，使燃油消耗
率上升，功率下降，而且因滞燃期较长，压力升高率和最高燃烧温度、压力 升高，使得柴油机工作粗暴、ＮＯｘ 排放量增加ꎻ如果喷油提前角过小，则 燃料不能在上止点附近迅速燃烧，导致后燃增加，虽然最高燃烧温度和压力 降低，但燃油消耗率和排气温度增高，发动机容易过热。 所以，柴油机对应 每一工况都有一个最佳喷油提前角。 喷油定时对柴油机的ＨＣ 排放的影响比较复杂。 大负荷时影响颗粒排放浓度的主要是固相碳，喷油延迟，烟度会增加，即颗 粒中固相碳的比例增加。 而在小负荷、怠速情况下推迟喷油，由于燃烧温度 低，燃烧不完善，从而导致碳氢排放量即颗粒中可溶性物质比例的增加。
二、柴油机的主要排放污染物 相对于汽油机而言，柴油机由于过量空气系数比较大，一氧化碳(ＣＯ)和碳氢 化合物(ＨＣ)排放量要低得多，但普通的燃油供给系统使柴油机具有致癌作用 的微粒排放量比汽油机大几十倍甚至更多。 因此，控制柴油机排放物的重点， 就在于降低柴油机的ＮＯｘ 和微粒(包括碳烟)排放。 表５￣１ 对车用柴油机 和汽油机的排放进行了比较。
对柴油机燃油喷射系统的要求是:在实现喷油量的精确控制前提下，实现可 独立于喷油量和发动机转速的高压喷射，同时实现对喷油正时的柔性控制
和对喷油速率的优化控制。
在传统的柴油喷射系统基础上，首先发展起来的电控喷射系统是位置控 制系统，称之为第一代电控喷射系统。 基于电磁阀的时间控制系统，则 称为第二代电控喷射系统。 第三代电控系统———电控高压共轨系统被
一、柴油机的燃烧过程 柴油机的燃烧过程可划分为滞燃期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。 第Ⅰ阶段———滞燃期，指柴油开始喷入汽缸到着火开始的这一段时期。 第Ⅱ阶段———速燃期，指从着火开始到出现最高压力的这一段时期。 第Ⅲ阶段———缓燃期，指从最高压力点开始到出现最高温度时的这一段时期。 第Ⅳ阶段———后燃期，指从缓燃期终点到燃油基本烧完(一般放热量达到循 环总放热量的９５％ ~９７％时)的这一段时期。
三、柴油机的主要机内净化技术 就燃烧过程来比较，柴油机远比汽油机复杂得多，因而可用于控制有害物生 成的燃烧特性参数也远比汽油机复杂得多，这使得寻求一种兼顾排放、热效 率等各种性能的理想放热规律成了柴油机排放控制的核心问题。表５-２ 给
出了降低柴油机ＮＯｘ 和微粒排放的相关技术措施。
一、非直喷式燃烧系统 非直喷式燃烧室有主、副燃烧室两部分，燃油首先喷入副燃烧室内进行混合燃 烧，然后冲入主燃烧室进行二次混合燃烧。 燃烧室按构造划分，主要有涡流 室式燃烧室和预燃室式燃烧室两种。 １. 涡流室式燃烧室 图５-１ 为涡流室式燃烧室的结构图。
二、时间控制系统 时间控制系统是第二代柴油机电控燃油喷射系统，它改变了传统喷射系统 的结构，将原有的机械式喷油器改用高速强力电磁阀喷油器，以脉动信号 来控制电磁阀的吸合与断开，以此来控制喷油器的开启与关闭。 时间控制式电控燃油喷射系统的特点: (１)属直接数字电控喷射系统，脉动式高压燃油与开关式电磁控制阀直接 接口。 (２)采用高速强力电磁阀的溢流控制实现喷油量和喷油定时的控制，使传 统喷油系统的结构得到简化和强化，喷射特性得到改善，适合于高压喷射。 (３)燃油量的计量是一种时间计量方式，用两个连续的开关脉冲来设定有 效供油行程。由于开关时间依赖于特定的瞬时转速，而在加速或减速期间 速度变化非常快，因此要保持喷射的有效行程较为困难。 (４)电磁阀的响应时间对喷油过程的影响较大，特别在高速时需通过对电 磁阀的合理设计尽量缩短响应时间，以提高控制精度。
世界发动机行业公认为２０ 世纪三大突破之一，将成为２１ 世纪柴油机
燃油喷射系统的统采 用的是位置控制。如图５-７ 所示 是一种用线性螺线管作为执行器的 直列泵油量调节齿杆行程或位置控 制装置的结构图。
在循环供油量位置控制的直列泵中，可以如 图５￣８ 所示在柱塞偶件上增加一个控制 滑套，由控制滑套的上下移动改变供油始点， 而柱塞有效行程不变，即循环供油量不变。 如图５￣９ 所示，当滑套上移时，柱塞预 行程增大，即喷油泵柱塞在凸轮型线工作段 上速度较高的区段工作，供油速率增大ꎻ反 之，供油速率减小。
放性能综合最优。
一、喷油压力 喷油过程中，喷油压力是对柴油 机性能影响极大的一个因素，特 别是直喷式柴油机。高的喷射压 力可明显改善燃油和空气的混合， 从而降低烟度和颗粒的排放，同 时又可大大缩短着火延迟期，使 柴油机工作柔和。 如图５-５ 所示，当喷油压力从８ ０ＭＰａ 提高到１６０ＭＰａ 时， 大负荷时的烟度从１. ７ 降到０. ５ 以下，中等负荷时接近０。一 般情况下，高压喷射会使ＮＯｘ 增加，但如果合理利用高压喷射 时燃烧持续期短的特点，同时并 用推迟喷油时刻或废气再循环等 方法，可使微粒和ＮＯｘ 同时降 低。
二、喷油规律 喷油规律是影响柴油机排放的主要因素。 根据对柴油机的燃烧过程研究和分析，可 得出以下结论: (1)滞燃期内的初期喷油量控制了初期放热率，从而影响最高燃烧压力和最大压力升 高率。 这些都直接与柴油机噪声、工作粗暴性和ＮＯｘ 排放等相关。
(2)为了提高循环热效率，应尽 量减小喷油持续角，并使放热 中心接近上止点。 (3)在喷油后期，喷油率应快速 下降以避免燃烧拖延，造成烟 度及耗油量的加大。 喷油后期 也不应该出现二次喷射及滴油 等不正常情况。 为了实现这种理想的燃烧过程， 必须有合理的喷油规律，“初 期缓慢，中期急速，后期快 断”，如图５￣６ 所示。